Historie : Und das Rad dreht sich weiter

Selbst der Panzer von Leonardo da Vinci konnte nicht ohne Räder fahren und ihre Bedeutung ist bis heute ungebrochen. Bereits 3500 Jahre alte Bildtafeln aus der mesopotamischen Stadt Uruk weisen auf den Gebrauch von Rädern für die Fortbewegung mit einem Wagen hin. Damals noch aus Keramik.

Neuere archäologische Funde mit besserer Datierung zeigen, dass es etwa zeitgleich auch an Orten Mitteleuropas zur Nutzung einer solchen Technik gekommen ist. Beispiele sind hier Schleswig-Holstein, Südpolen und der mittlere Donauraum. Es ist aber sehr wahrscheinlich davon auszugehen, dass das Konzept des Rads in andere Ecken der Welt „exportiert“ wurde, es also eine Art „Wissenstransfer“ stattgefunden hat, der über nur wenige Jahrhunderte hinweg gelaufen ist.

Selbst wenn sich nicht mit absoluter Gewissheit feststellen lässt, wo das erste Rad nun tatsächlich seinen Ursprung hat und vor allem ob es sich um eine Einmalerfindung handelt, die sich sehr schnell verbreitet hat, um eine ausgetüftelte Erfindung handelt es sich allemal. Schritt für Schritt wurde das noch sehr einfache Rad weiterentwickelt und damit auch für ganz andere Belastungen verbessert.

Ergänzt wurde das Rad mit Metallstreifen oder Nägeln, die es robuster machen sollten. Durch Speichen – im Prinzip das gleiche System, wie wir es von Autofelgen kennen – gewann das Rad an neuer Bedeutung. Speichenräder tauchten erstmals bei ägyptischen Wagen um 1600 v. Chr. auf. Mit ihnen wurden zum Beispiel Streitwagen für die Kriegsführung ausgestattet.

Doch das Rad alleine hätte sich niemals in dieser Form etablieren können, wenn es nicht auch ein dazugehöriges Antriebskonzept gegeben hätte. Für diesen sorgten und sorgen zum Teil immer noch Lasttiere. Um 4000 v. Chr. wurde damit begonnen, Ochsen vor den Pflug zu spannen. Auch andere, für uns teils exotische Tiere wie Kamele, Lamas und Yaks, wurden in allen Teilen der Welt für diese Aufgabe genutzt.

Viel früher noch als das Rad machten sich die Menschen die Möglichkeit von Schlitten zu eigen (spätestens seit 7000 v. Chr.), die sich aber nur mit Mühe über das Gelände ziehen ließen. Dafür waren Gewicht und die Reibung verantwortlich. Über Eis und Schnee waren die Widerstände zwar geringer, effizient war die Fortbewegung auf diese Weise aber noch nicht richtig. Alternativ war die Verwendung von Rollen aus Holz möglich, um den Transport von Waren etwas einfacher zu gestalten. Schon hier lässt sich ablesen, in welche Richtung sich die Fortbewegung später entwickeln sollte.

Durch die Zuhilfenahme von Rollen aus Holz (Baumstämmen) konnte die Gleitreibung leichter überwunden werden. Jedoch mussten die Holzrollen immer wieder unter den Gegenstand geschoben werden, da dieser quasi darüber hinweg rollte. Eine Erfindung wie das Rad kam da gerade recht. Mittlerweile werden Fahrzeuge von hunderten Pferden gezogen oder von kilowattstarken Motoren, die auf keine Pferdestärken mehr angewiesen sind, wenn nicht extra umgerechnet wird.

Für viele Forscher erscheint die Annahme plausibel, dass sich vor allem das Konzept, runde Scheiben mittels Achsen unter eine Ladefläche zu montieren und all das von Tieren ziehen zu lassen, in verschiedene Räume verbreitet hat. Daran ist insbesondere ein Umstand maßgeblich beteiligt: Durch die Rodung von Waldflächen und dem Anlegen von Ackerflächen ab etwa 3500 v. Chr. wird zugleich auch ein Voraussetzung für die Einsatz von Wagen mit Rädern geschaffen. Neue Anwendungsgebiete sind zum Beispiel der Transport von geernteten Feldfrüchten zum Dorf oder um Holz aus jetzt weiter entfernten Wäldern heranzuschaffen.

Gerade auch mit der Industrialisierung stand das Rad in engem Zusammenhang. Die Bedeutung des Rads veranschaulichte der Physiker Ernst Mach 1883 mit den Sätzen: „Nehmen Sie uns das Rad – und wenig wird übrig bleiben. Es verschwindet alles. Vom Spinnrad bis zur Spinnfabrik, von der Drehbank bis zum Walzwerk.“ Gab es zunächst noch das Wasserrad wurde dieses schon bald durch dampfbetriebene und dann mit Kraftstoff betriebene Räder ersetzt.

Unterschätzt werden darf in der Fahrzeugentwicklung auch die Bedeutung viel kleinerer Rädern nicht, nämlich von Zahnrädern für Getriebeeinheiten. Begonnen hat diese mit ersten Getrieben aus Holzrädern mit Pflöcken im Radkranz. Während Kutschen noch im 19. Jahrhundert mit Rädern aus Holz auf den Straßen unterwegs waren, änderte sich vieles mit den ersten Automobilen Anfang des 20. Jahrhunderts. Die Räder wurden mit Gummi ummantelt und Autoreifen kamen auf den Markt, die das Fahren komfortabler gestalteten.

Wie Autoreifen aussehen, ist wohl der überwiegenden Zahl der Menschen geläufig. Was weniger wissen dürften ist, dass diese oft mit Sensoren ausgestattet werden, die über deren Beschaffenheit Auskunft geben – etwa ob der Reifendruck passt. Neben der Anwendung von Sensortechnologie tüfteln Hersteller an immer leichteren Reifen, die dennoch robust gestaltet sind.

Gerade auf internationalen Automobilmessen sind in den vergangenen Jahren immer wieder neue Reifenstudien aufgetaucht. Ein aktueller Trend: Der Gummireifen soll ökologischer werden. Autozulieferer Continental setzt hier zum Beispiel auf Kautschuk aus Löwenzahn statt aus Gummibäumen oder synthetischer Herstellung.

Goodyear Dunlop geht einen Schritt weiter und arbeitet sogar an regenerativen Reifen, die sich quasi wieder von selbst erneuern – zumindest Teile davon. Selbst Moos soll zur Anwendung kommen. Michelin lässt beim Pneu überhaupt die Luft raus und tüftelt an einem luftleeren Reifen. Auch der 3D-Drucker soll wieder große Veränderungen bringen, in dem für einen bereits gebrauchten Reifen schnell und vergleichsweise günstig Ersatzteile hergestellt werden können.

Es gibt drei Hauptgründe, warum der Transport einer schweren Last auf Rädern wesentlich leichter ist, als sie über den Boden zu ziehen oder zu schieben. Erstens ist die Reibung geringer. Der kleine Teil des Rads, der den Boden berührt, ist in Ruhe, während sich der Rest des Rads dreht und das gesamte Gefährt vorwärtsbewegt.

Zweitens ist es mit Rädern einfacher, die Richtung zu ändern, in der die Ladung bewegt wird. Drittens heben Räder die Ladung vom Boden weg, sodass der Winkel, unter dem die Kraft wirkt, günstiger ist. Alle drei Faktoren bemerkt man zum Beispiel leicht beim Schieben einer Schubkarre.